DE102017123815B4 - INVERTER AND METHOD FOR OPERATING AN INVERTER - Google Patents

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Abstract

Wechselrichter (1) mit einer Brückenschaltung (2), die zwei Halbbrücken mit jeweils zwei in Reihe geschalteten Halbleiterschaltern aufweist, wobei die Endpunkte der Reihenschaltungen jeweils mit Gleichstromanschlüssen (4) einer eingangsseitigen Zwischenkreiskapazität (3) und die Mittelpunkte der Reihenschaltungen mit Ausgangsleitungen (5a, 5b) zur Verbindung mit einem Wechselspannungsnetz verbunden sind, wobei die Ausgangsleitungen (5a, 5b) jeweils über einen eine Filterkapazität (8) umfassenden Ableitpfad (9a, 9b) mit einem der Endpunkte der Reihenschaltung verbunden sind, und wobei der Wechselrichter (1) eine Steuereinheit (10) aufweist, die dazu eingerichtet ist, eine getaktete Ansteuerung der Halbleiterschalter der Brückenschaltung (2) in Abhängigkeit von einem ausgangsseitig der Brückenschaltung (2) gemessenen Wechselstrom zu erzeugen, wobei die Steuereinheit (10) mit mindestens einem ausgangsseitig der Brückenschaltung (2) angeordneten Stromsensor (11a, 11b, 12, 14, 15, 17, 18, 19, 20, 22, 23) zur Messung des Wechselstroms verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der ausgangsseitig der Brückenschaltung (2) gemessene Wechselstrom an mindestens zwei Messstellen (13a, 13b, 16a, 16b, 16c, 21) erfasst wird, wobei eine erste Messstelle (13a, 13b, 21) in einer der Ausgangsleitungen (5a, 5b) und eine zweite Messstelle (16a, 16b, 16c) in einem der Ableitpfade (9a, 9b) oder in einer gemeinsamen Rückleitung (9c) zu dem Endpunkt der Reihenschaltung angeordnet ist, wobei in nur einer der Ausgangsleitungen (5a, 5b) eine Messstelle (13a, 13b, 21) zur Messung eines netzfrequenten Anteils des Wechselstroms angeordnet ist, während die andere Ausgangsleitung (5a, 5b) frei von Messstellen (13a, 13b, 21) zur Messung des Wechselstroms ist.

Figure DE102017123815B4_0000
Inverter (1) with a bridge circuit (2) which has two half bridges, each with two semiconductor switches connected in series, wherein the end points of the series circuits are each connected to direct current connections (4) of an input-side intermediate circuit capacitance (3) and the center points of the series circuits are connected to output lines (5a, 5b) for connection to an alternating voltage network, wherein the output lines (5a, 5b) are each connected to one of the end points of the series circuit via a discharge path (9a, 9b) comprising a filter capacitance (8), and wherein the inverter (1) has a control unit (10) which is designed to generate a clocked control of the semiconductor switches of the bridge circuit (2) depending on an alternating current measured on the output side of the bridge circuit (2), wherein the control unit (10) is connected to at least one current sensor (11a, 11b, 12, 14, 15, 17, 18, 19, 20, 22, 23) for measuring the alternating current, characterized in that the alternating current measured on the output side of the bridge circuit (2) is detected at at least two measuring points (13a, 13b, 16a, 16b, 16c, 21), wherein a first measuring point (13a, 13b, 21) is arranged in one of the output lines (5a, 5b) and a second measuring point (16a, 16b, 16c) is arranged in one of the discharge paths (9a, 9b) or in a common return line (9c) to the end point of the series connection, wherein a measuring point (13a, 13b, 21) for measuring a mains frequency portion of the alternating current is arranged in only one of the output lines (5a, 5b), while the other output line (5a, 5b) is free of measuring points (13a, 13b, 21) for measuring alternating current.
Figure DE102017123815B4_0000

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung betrifft einen Wechselrichter und ein Verfahren zum Betrieb eines Wechselrichters, der einen eingangsseitigen Gleichstrom in einen ausgangsseitigen Wechselstrom zur Einspeisung in ein Wechselspannungsnetz umwandelt.The invention relates to an inverter and a method for operating an inverter which converts an input-side direct current into an output-side alternating current for feeding into an alternating voltage network.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Aus der US 9 712 082 B2 ist ein Wechselrichter mit mindestens zwei Ausgangsleitungen zur Verbindung mit einem Wechselspannungsnetz bekannt, bei dem ein Stromsensor mit den Ausgangsleitungen verbunden ist und ein Messsignal in Abhängigkeit von der Summe der in den Ausgangsleitungen fließenden Wechselströme erzeugt. In einem entsprechenden Verfahren wird dieses Messsignal zur Steuerung einer Wechselrichterbrückenschaltung des Wechselrichters verwendet, indem das Messsignal während einer Halbwelle eines in des Wechselspannungsnetz eingespeisten Wechselstroms einen ersten hochfrequenten Anteil des Wechselstroms enthält, der in einer ersten der Ausgangsleitungen fließt, und während einer zweiten Halbwelle einen zweiten hochfrequenten Anteil des Wechselstromes, der in einer zweiten Ausgangsleitung fließt, enthält. Der Stromsensor ist dabei derart aufgebaut, dass die Flussrichtungen des jeweiligen Wechselstroms in den Ausgangsleitungen am Eingang des Stromsensors identisch sind, so dass der Stromsensor ein konstruktiv überlagertes Summensignal ausgibt.From the US 9 712 082 B2 An inverter with at least two output lines for connection to an alternating voltage network is known, in which a current sensor is connected to the output lines and generates a measurement signal depending on the sum of the alternating currents flowing in the output lines. In a corresponding method, this measurement signal is used to control an inverter bridge circuit of the inverter in that the measurement signal contains a first high-frequency component of the alternating current that flows in a first of the output lines during a half-wave of an alternating current fed into the alternating voltage network, and a second high-frequency component of the alternating current that flows in a second output line during a second half-wave. The current sensor is constructed in such a way that the flow directions of the respective alternating current in the output lines at the input of the current sensor are identical, so that the current sensor outputs a structurally superimposed sum signal.

Aus der US 2012 / 0 063 179 A1 ist ein dreiphasiger Wechselrichter bekannt, bei dem Wechselströme in jeder der drei Ausgangsleitungen und in jedem der den Ausgangsleitungen jeweils zugeordneten Ableitpfade gemessen werden.From the US 2012 / 0 063 179 A1 A three-phase inverter is known in which alternating currents are measured in each of the three output lines and in each of the discharge paths assigned to the output lines.

AUFGABE DER ERFINDUNGTASK OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wechselrichter und ein Verfahren zum Betrieb eines Wechselrichters mit einer einfacher und kostengünstiger aufgebauten Stromsensorik zur Erfassung netzfrequenter und hochfrequenter Komponenten eines ausgangsseitigen Wechselstromes bereitzustellen.The invention is based on the object of providing an inverter and a method for operating an inverter with a simple and cost-effective current sensor system for detecting mains frequency and high frequency components of an output-side alternating current.

LÖSUNGSOLUTION

Die Aufgabe wird durch einen Wechselrichter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Betrieb eines Wechselrichters mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.The object is achieved by an inverter having the features of patent claim 1 and by a method for operating an inverter having the features of patent claim 11. Preferred embodiments are defined in the dependent patent claims.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION

Ein erfindungsgemäßer Wechselrichter umfasst eine Brückenschaltung, die zwei Halbbrücken mit jeweils zwei in Reihe geschalteten Halbleiterschaltern aufweist, wobei die Endpunkte der Reihenschaltungen jeweils mit Gleichstromanschlüssen einer eingangsseitigen Zwischenkreiskapazität verbunden sind. Die Mittelpunkte der Reihenschaltungen dieser sogenannten H4-Brücke sind mit Ausgangsleitungen zur Verbindung mit einem Wechselspannungsnetz verbunden. Die Ausgangsleitungen sind jeweils über einen eine Filterkapazität umfassenden Ableitpfad mit einem der Endpunkte der Reihenschaltung verbunden. Der Wechselrichter weist eine Steuereinheit auf, die dazu eingerichtet ist, eine getaktete Ansteuerung der Halbleiterschalter der Brückenschaltung in Abhängigkeit von einem ausgangsseitig der Brückenschaltung gemessenen Wechselstrom zu erzeugen. Dazu ist die Steuereinheit mit mindestens einem ausgangsseitig der Brückenschaltung angeordneten Stromsensor zur Messung des ausgangsseitigen Wechselstroms verbunden.An inverter according to the invention comprises a bridge circuit which has two half bridges, each with two semiconductor switches connected in series, the end points of the series circuits being connected to direct current connections of an input-side intermediate circuit capacitance. The midpoints of the series circuits of this so-called H4 bridge are connected to output lines for connection to an alternating voltage network. The output lines are each connected to one of the end points of the series circuit via a discharge path comprising a filter capacitance. The inverter has a control unit which is set up to generate a clocked control of the semiconductor switches of the bridge circuit depending on an alternating current measured on the output side of the bridge circuit. For this purpose, the control unit is connected to at least one current sensor arranged on the output side of the bridge circuit for measuring the alternating current on the output side.

Der Wechselrichter ist dadurch gekennzeichnet, dass der ausgangsseitig der Brückenschaltung gemessene Wechselstrom an mindestens zwei Messstellen erfasst wird, wobei eine erste Messstelle in einer der Ausgangsleitungen und eine zweite Messstelle in einem der Ableitpfade oder in einer gemeinsamen Rückleitung zu dem Endpunkt der Reihenschaltung angeordnet ist.The inverter is characterized in that the alternating current measured on the output side of the bridge circuit is detected at at least two measuring points, wherein a first measuring point is arranged in one of the output lines and a second measuring point is arranged in one of the discharge paths or in a common return line to the end point of the series connection.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine Messung des hochfrequenten Anteils des Wechselstromes nicht nur in den Ausgangsleitungen, sondern auch in den Ableitpfaden möglich ist, wobei die Rückleitung als gemeinsamer Teil der Ableitpfade angesehen werden kann. Diese Erkenntnis ermöglicht es, eine Messsensorik zu verwenden, die optimal auf die erste Messstelle bzw. die zweite Messstelle und deren jeweiligen Eigenschaften und Randbedingungen ausgelegt ist. Insbesondere ist es ausreichend, nur in einer der Ausgangsleitungen eine Messstelle anzuordnen, so dass eine zweite Messstelle in der anderen Ausgangsleitung vermieden und insbesondere die andere Ausgangsleitung räumlich flexibler angeordnet werden kann.The invention is based on the finding that a measurement of the high-frequency component of the alternating current is possible not only in the output lines, but also in the discharge paths, whereby the return line can be regarded as a common part of the discharge paths. This finding makes it possible to use a measuring sensor system that is optimally designed for the first measuring point or the second measuring point and their respective properties and boundary conditions. In particular, it is sufficient to arrange a measuring point in only one of the output lines, so that a second measuring point in the other output line can be avoided and in particular the other output line can be arranged more flexibly in terms of space.

In einer Ausführungsform des Wechselrichters sind die erste Messstelle in einer der Ausgangsleitungen und die zweite Messstelle in dem mit der anderen Ausgangsleitung verbundenen Ableitpfad angeordnet. Dabei wird an der ersten Messstelle der netzfrequente Anteil des Wechselstroms sowie der hochfrequente Anteil des Wechselstroms in einer der Ausgangsleitungen, während an der zweiten Messstelle die hochfrequenten Anteile des Wechselstromes in der anderen Ausgangsleitung erfasst. Der an der ersten Messstelle erfasste netzfrequente Anteil ist dabei in beiden Ausgangsleitungen im Wesentlichen identisch und wird in der Steuereinheit zur Regelung beispielsweise der Ausgangsleistung des Wechselrichters verwendet. Die von der Steuereinheit zur Regelung beispielsweise des optimal sinusförmigen Verlaufes des Wechselstromes verwendeten hochfrequenten Anteile des Wechselstromes werden aus den an der ersten Messstelle erfassten hochfrequenten Anteile des Stromes in einer der Ausgangsleitungen und den an der zweiten Messstelle erfassten hochfrequenten Anteilen des Stromes in dem mit der anderen Ausgangsleitung verbundenen Ableitpfad zusammengesetzt. Damit sind alle zur Regelung notwendigen hochfrequenten Anteile erfasst, selbst wenn diese zumindest zeitweise nur in der einen Ausgangsleitung oder in der anderen Ausgangsleitung fließen.In one embodiment of the inverter, the first measuring point is arranged in one of the output lines and the second measuring point is arranged in the discharge path connected to the other output line. The mains frequency component of the alternating current and the high frequency component of the alternating current in one of the output lines are measured at the first measuring point, while the high frequency components of the alternating current in the other output line are measured at the second measuring point. recorded. The mains frequency component recorded at the first measuring point is essentially identical in both output lines and is used in the control unit to regulate, for example, the output power of the inverter. The high-frequency components of the alternating current used by the control unit to regulate, for example, the optimal sinusoidal course of the alternating current are composed of the high-frequency components of the current recorded at the first measuring point in one of the output lines and the high-frequency components of the current recorded at the second measuring point in the discharge path connected to the other output line. This means that all high-frequency components required for regulation are recorded, even if they only flow in one output line or in the other output line, at least temporarily.

In einer weiteren Ausführungsform des Wechselrichters ist der Stromsensor dazu eingerichtet, ein überlagertes Summensignal der an der ersten Messstelle und der an der zweiten Messstelle fließenden Ströme zu erfassen. Dadurch können alle relevanten Anteile des Wechselstromes mit einem einzigen Sensor erfasst und an die Steuereinheit geleitet werden. Der Sensor kann als herkömmlicher Stromwandler mit oder ohne Ringkern ausgebildet sein, wobei die Messstellen gebildet werden können, indem eine der Ausgangsleitungen sowie ein Ableitpfad bzw. die Rückleitung durch den Stromwandler durchgeführt werden. Ein bekannter Stromsensor, durch den beide Ausgangsleitungen geführt werden, hat gegenüber dieser Konfiguration den Nachteil, dass der in beiden Ausgangsleitungen fließende netzfrequente Anteil sich konstruktiv addiert und der Stromsensor somit auf eine doppelte Amplitude ausgelegt sein muss. Dies gilt nicht für die hochfrequenten Anteile des Wechselstromes mit vergleichsweise kleiner Amplitude, da diese regelmäßig ausschließlich in einer der Ausgangsleitungen fließen, so dass der Stromsensor gemäß dieser Ausführungsform einen kleineren Dynamikbereich abdecken muss und entsprechend kompakter und günstiger gebaut werden kann. Zusätzlich kann die Rückleitung bzw. der Ableitpfad mehrfach durch den Stromwandler geführt werden, um die Empfindlichkeit des Stromsensors für die hochfrequenten Anteile des Wechselstroms zu erhöhen.In a further embodiment of the inverter, the current sensor is designed to detect a superimposed sum signal of the currents flowing at the first measuring point and the currents flowing at the second measuring point. This means that all relevant components of the alternating current can be detected with a single sensor and sent to the control unit. The sensor can be designed as a conventional current transformer with or without a toroidal core, whereby the measuring points can be formed by passing one of the output lines and a discharge path or the return line through the current transformer. A known current sensor through which both output lines are routed has the disadvantage compared to this configuration that the mains frequency component flowing in both output lines is structurally added together and the current sensor must therefore be designed for double amplitude. This does not apply to the high-frequency components of the alternating current with a comparatively small amplitude, since these regularly flow exclusively in one of the output lines, so that the current sensor according to this embodiment has to cover a smaller dynamic range and can be built accordingly more compactly and inexpensively. In addition, the return line or the discharge path can be routed through the current transformer several times to increase the sensitivity of the current sensor for the high-frequency components of the alternating current.

Der Stromsensor kann weiterhin dazu eingerichtet sein, eine Kombination von Messwerten der an der ersten Messstelle, an der zweiten Messstelle und an einer dritten Messstelle fließenden Ströme zu erfassen, wobei die zweite Messstelle in einem der Ableitpfade und die dritte Messstelle in dem anderen Ableitpfad angeordnet sind. Dazu können die Ableitpfade durch einen gemeinsamen Stromwandler geführt werden, so dass die in beiden Ableitpfaden fließenden Ströme erfasst werden. Insbesondere kann dabei durch geeignete Wahl der Durchführungsrichtung der einzelnen Leitungen durch den Stromsensor eine konstruktive Summation dieser Ströme eingerichtet werden, die eine optimale Erfassung des netzfrequenten Anteils und der hochfrequenten Anteile des Wechselstroms ermöglichen.The current sensor can also be set up to record a combination of measured values of the currents flowing at the first measuring point, at the second measuring point and at a third measuring point, with the second measuring point being arranged in one of the discharge paths and the third measuring point in the other discharge path. For this purpose, the discharge paths can be led through a common current transformer so that the currents flowing in both discharge paths are recorded. In particular, by appropriately selecting the direction in which the individual lines are fed through the current sensor, a constructive summation of these currents can be set up, which enables optimal recording of the mains frequency component and the high frequency components of the alternating current.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Wechselrichter einen ersten Stromsensor und einen zweiten Stromsensor, wobei der erste Stromsensor einen an der ersten Messstelle fließenden Strom und der zweite Stromsensor einen an der zweiten Messstelle fließenden Strom erfasst. Dabei kann der zweite Stromsensor auf die Messung der an der zweiten Messstelle, d.h. in dem Ableitpfad bzw. in der Rückleitung fließenden hochfrequenten Anteile des Wechselstroms mit vergleichsweiser kleiner Amplitude optimiert werden und somit insbesondere kompakter und kostengünstiger als ein weiterer in der anderen Ausgangsleitung angeordneter Stromsensor.In a further embodiment, the inverter comprises a first current sensor and a second current sensor, wherein the first current sensor detects a current flowing at the first measuring point and the second current sensor detects a current flowing at the second measuring point. The second current sensor can be optimized for measuring the high-frequency components of the alternating current with a comparatively small amplitude flowing at the second measuring point, i.e. in the discharge path or in the return line, and is thus in particular more compact and less expensive than another current sensor arranged in the other output line.

In einer weiteren Ausführungsform des Wechselrichters ist der zweite Stromsensor dazu eingerichtet, ein überlagertes Summensignal der an der zweiten Messstelle und an einer dritten Messstelle fließenden Ströme zu erfassen, wobei die zweite Messstelle in einem der Ableitpfade und die dritte Messstelle in dem anderen Ableitpfad angeordnet sind. Dadurch kann der zweite Stromsensor alle hochfrequenten Anteile des Wechselstromes erfassen, und der erste Stromsensor kann auf die Messung des netzfrequenten Anteils optimiert werden, d.h. insbesondere mit einem geringeren Dynamikbereich und entsprechend günstiger ausgelegt werden.In a further embodiment of the inverter, the second current sensor is designed to detect a superimposed sum signal of the currents flowing at the second measuring point and at a third measuring point, with the second measuring point being arranged in one of the discharge paths and the third measuring point being arranged in the other discharge path. As a result, the second current sensor can detect all high-frequency components of the alternating current, and the first current sensor can be optimized for measuring the mains frequency component, i.e. in particular with a smaller dynamic range and can be designed more cost-effectively.

Die Stromsensoren der erfindungsgemäßen Ausführungsformen des Wechselrichters können als magnetische Stromwandler ausgeführt sein. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn der Stromsensor mehrere Messstellen umfasst, indem mehrere Leitungen durch ihn hindurchgeführt werden können. Alternativ kann ein Stromsensor mehrere Teilsensoren an unterschiedlichen Messstellen umfassen, deren Messsignale analog, beispielsweise mittels Operationsverstärkern, oder digital in einem Prozessor miteinander verknüpft werden können.The current sensors of the embodiments of the inverter according to the invention can be designed as magnetic current transformers. This is particularly advantageous if the current sensor comprises several measuring points in that several lines can be passed through it. Alternatively, a current sensor can comprise several sub-sensors at different measuring points, the measuring signals of which can be linked together in analog form, for example by means of operational amplifiers, or digitally in a processor.

In einer Ausführungsform des Wechselrichters umfasst der zweite Stromsensor einen Shuntwiderstand zur Strommessung. Dies ist möglich, da der zweite Stromsensor ausschließlich hochfrequente Anteile des Wechselstromes erfasst. Durch die Anordnung des zweiten Stromsensors im Ableitpfad bzw. in der Rückleitung verursacht der ohmsche Widerstand des Shuntwiderstandes zudem keine Wirkungsgradverluste und muss daher nicht aufwändig minimiert werden.In one embodiment of the inverter, the second current sensor comprises a shunt resistor for measuring current. This is possible because the second current sensor only detects high-frequency components of the alternating current. By arranging the second current sensor in the discharge path or in the return line, the ohmic resistance of the shunt resistor does not cause any efficiency losses and therefore does not have to be laboriously minimized.

In einer weiteren Ausführungsform des Wechselrichters ist in beiden Ableitpfaden jeweils ein Shuntwiderstand angeordnet, und Spannungen an den Shuntwiderständen werden mittels eines Differenzverstärkers zu einem Ausgangssignal des zweiten Stromsensors zusammengefasst werden. Dadurch kann der zweite Stromsensor auf besonders einfache Weise alle hochfrequenten Anteile des Wechselstromes erfassen und als einzelnes überlagertes Summensignal an die Steuereinheit übergeben werden, und der erste Stromsensor kann auf die Messung des netzfrequenten Anteils optimiert werden.In a further embodiment of the inverter, a shunt resistor is arranged in each of the two discharge paths, and voltages at the shunt resistors are combined by means of a differential amplifier to form an output signal of the second current sensor. This makes it particularly easy for the second current sensor to detect all high-frequency components of the alternating current and to pass them on to the control unit as a single superimposed sum signal, and the first current sensor can be optimized for measuring the mains frequency component.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Wechselrichters ist die erste Messstelle an einer Position in einer der Ausgangsleitungen auf der der Brückenschaltung abgewandten Seite des Verbindungspunktes des jeweiligen Ableitpfades mit dieser Ausgangsleitung angeordnet. Dadurch kann vermieden werden, dass eine Messstelle bzw. ein entsprechender voluminöser Stromsensor an einer Position entlang der Ausgangsleitungen angeordnet werden muss, die innerhalb der Strompfade für die hochfrequenten Anteile liegt, so dass dieser Strompfad von den Mittelpunkten der Reihenschaltungen der Brückenschaltung über die Ausgangsleitungen, die Ableitpfade und die Rückleitung zum Endpunkt der Reihenschaltungen wesentlich besser minimiert werden kann, was unter anderem zur Verbesserung der elektromagnetischen Verträglichkeit des Wechselrichters beiträgt. Zusätzlich kann die zweite Messstelle in der Rückleitung oder ein zweiter Stromsensor mit zwei Messstellen in den Ableitpfaden angeordnet sein, so dass zur Erfassung des gesamten Wechselstromes zwei Sensoren benötigt werden, von denen einer auf die Messung eines netzfrequenten Anteils und der andere auf die Messung hochfrequenten Anteile optimiert werden kann.In a preferred embodiment of the inverter, the first measuring point is arranged at a position in one of the output lines on the side of the connection point of the respective discharge path with this output line facing away from the bridge circuit. This makes it possible to avoid having to arrange a measuring point or a corresponding voluminous current sensor at a position along the output lines that lies within the current paths for the high-frequency components, so that this current path from the center points of the series connections of the bridge circuit via the output lines, the discharge paths and the return line to the end point of the series connections can be minimized much better, which, among other things, contributes to improving the electromagnetic compatibility of the inverter. In addition, the second measuring point can be arranged in the return line or a second current sensor with two measuring points can be arranged in the discharge paths, so that two sensors are required to record the entire alternating current, one of which can be optimized for measuring a mains frequency component and the other for measuring high-frequency components.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betrieb eines Wechselrichters nach einer der voranstehenden Ausführungsformen ist dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterschalter der Brückenschaltung mittels einer unipolaren Taktung angesteuert werden, wobei der ausgangsseitig der Brückenschaltung fließende Wechselstrom an mindestens zwei Messstellen erfasst wird, wobei eine erste Messstelle in einer der Ausgangsleitungen und eine zweite Messstelle einem der Ableitpfade oder in der Rückleitung angeordnet ist.A method according to the invention for operating an inverter according to one of the preceding embodiments is characterized in that the semiconductor switches of the bridge circuit are controlled by means of a unipolar clock, wherein the alternating current flowing on the output side of the bridge circuit is detected at at least two measuring points, wherein a first measuring point is arranged in one of the output lines and a second measuring point is arranged in one of the discharge paths or in the return line.

In einer Ausführungsform des Verfahrens werden an der ersten Messstelle ein netzfrequenter Anteil des Wechselstromes und an der zweiten Messstelle hochfrequente Anteile des Wechselstromes gemessen. Dabei können die an der ersten Messstelle und die an der zweiten Messstelle erfassten Messwerte separat an die Steuerung übertragen werden.In one embodiment of the method, a mains frequency component of the alternating current is measured at the first measuring point and high frequency components of the alternating current are measured at the second measuring point. The measured values recorded at the first measuring point and those recorded at the second measuring point can be transmitted separately to the control system.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfassen die an der ersten Messstelle erfassten Messwerte den netzfrequenten Anteil des Wechselstromes und hochfrequente Anteile des Wechselstromes in einer Halbwelle des Wechselstromes, und die an der zweiten Messstelle erfassten Messwerte umfassen hochfrequente Anteile des Wechselstromes in der anderen Halbwelle des Wechselstromes. Alternativ umfassen die an der ersten Messstelle erfassten Messwerte ausschließlich den netzfrequenten Anteil des Wechselstromes, und die an der zweiten Messstelle erfassten Messwerte umfassen in beiden Halbwellen des Wechselstromes hochfrequente Anteile des Wechselstromes.In a further embodiment of the method, the measured values recorded at the first measuring point include the mains frequency component of the alternating current and high-frequency components of the alternating current in one half-wave of the alternating current, and the measured values recorded at the second measuring point include high-frequency components of the alternating current in the other half-wave of the alternating current. Alternatively, the measured values recorded at the first measuring point include exclusively the mains frequency component of the alternating current, and the measured values recorded at the second measuring point include high-frequency components of the alternating current in both half-waves of the alternating current.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfassen die an der ersten Messstelle von dem ersten Stromsensor erfassten Messwerte ausschließlich den netzfrequenten Anteil des Wechselstromes, und ein zweiter Stromsensor erfasst die über die Ableitpfade fließenden hochfrequenten Anteile des Wechselstromes und überträgt diese an die Steuerung. Alternativ können die an der ersten Messstelle, an der zweiten Messstelle und ggf. an der dritten Messstelle fließenden Ströme mittels eines gemeinsamen Stromsensors erfasst und als überlagertes Summensignal an die Steuerung übertragen werden.In a further embodiment of the method, the measured values recorded at the first measuring point by the first current sensor include exclusively the mains frequency component of the alternating current, and a second current sensor records the high frequency components of the alternating current flowing via the discharge paths and transmits these to the control system. Alternatively, the currents flowing at the first measuring point, at the second measuring point and, if applicable, at the third measuring point can be recorded by means of a common current sensor and transmitted to the control system as a superimposed sum signal.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE CHARACTERS

Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.

  • 1a, 1b zeigen aus dem Stand der Technik bekannte Wechselrichter und
  • 2-5 zeigen verschiedene Ausführungsformen erfindungsgemäßer Wechselrichter.
In the following, the invention is further explained and described with reference to embodiments shown in the figures.
  • 1a , 1b show state-of-the-art inverters and
  • 2-5 show various embodiments of inverters according to the invention.

FIGURENBESCHREIBUNGFIGURE DESCRIPTION

1a zeigt einen herkömmlichen Wechselrichter 1 mit einer Brückenschaltung 2, die zwei Halbbrücken mit jeweils zwei in Reihe geschalteten Halbleiterschaltern aufweist. Die Endpunkte der Reihenschaltungen sind mit einer eingangsseitigen Zwischenkreiskapazität 3 und mit Gleichstromanschlüssen 4 zum Anschluss eines Gleichstromgenerators, beispielsweise eines Photovoltaikgenerators, oder einer Batterie verbunden. Die Mittelpunkte der Reihenschaltungen sind mit Ausgangsleitungen 5a, 5b verbunden, die in Wechselspannungsanschlüssen 5 zum Anschluss des Wechselrichters 1 an ein Wechselspannungsnetz enden. Zwischen der Brückenschaltung 2 und den Wechselspannungsanschlüssen 5 sind Filterinduktivitäten 6 und ein Ausgangsfilter 7 mit weiteren Induktivitäten und Kapazitäten angeordnet. 1a shows a conventional inverter 1 with a bridge circuit 2, which has two half bridges, each with two semiconductor switches connected in series. The end points of the series circuits are connected to an input-side intermediate circuit capacitance 3 and to direct current connections 4 for connecting a direct current generator, for example a photovoltaic generator, or a battery. The center points of the series circuits are connected to output lines 5a, 5b, which end in alternating voltage connections 5 for connecting the inverter 1 to an alternating voltage network. Filter inductances 6 and an output filter 7 with further inductances and capacitances are arranged between the bridge circuit 2 and the alternating voltage connections 5.

Die Ausgangsleitungen 5a, 5b des Wechselrichters 1 sind jeweils über einen eine Filterkapazität 8 umfassenden Ableitpfad 9a, 9b mit einer gemeinsame Rückleitung 9c zu einem der Endpunkte der Reihenschaltung verbunden.The output lines 5a, 5b of the inverter 1 are each connected via a discharge path 9a, 9b comprising a filter capacitance 8 to a common return line 9c to one of the end points of the series connection.

Der Wechselrichter 1 umfasst eine Steuereinheit 10, die mit den Halbleiterschaltern der Brückenschaltung 2 verbunden ist und die Brückenschalter mittels getakteter Steuersignale ansteuert. Die Steuersignale können dabei insbesondere einem in bekannter Weise generierten unipolaren oder bipolaren Taktmuster folgen, das beispielsweise von einer PWM-Steuerung erzeugt wird und dazu geeignet ist, mittels der Brückenschaltung 2 einen sinusförmigen Ausgangstrom mit einer Netzfrequenz des Wechselspannungsnetzes an den Wechselspannungsanschlüssen 5 zu erzeugen.The inverter 1 comprises a control unit 10, which is connected to the semiconductor switches of the bridge circuit 2 and controls the bridge switches by means of clocked control signals. The control signals can in particular follow a unipolar or bipolar clock pattern generated in a known manner, which is generated for example by a PWM controller and is suitable for generating a sinusoidal output current with a mains frequency of the AC voltage network at the AC voltage connections 5 by means of the bridge circuit 2.

Im Betrieb des Wechselrichters 1, insbesondere durch die Taktung der Halbleiterschalter der Brückenschaltung 2 im kHz-Bereich, entstehen hochfrequente Anteile im Wechselstrom in den Ausgangsleitungen 5a, 5b, die teilweise durch die Filterinduktivitäten 6 gedämpft werden und teilweise über die Ableitpfade 9a, 9b und die Rückleitung 9c zu einem der Endpunkte der Reihenschaltungen der Brückenschaltung fließen. Diese hochfrequenten Anteile sind dem eigentlich gewünschten sinusförmigen Ausgangsstrom der Brückenschaltung 2 überlagert.During operation of the inverter 1, in particular due to the clocking of the semiconductor switches of the bridge circuit 2 in the kHz range, high-frequency components arise in the alternating current in the output lines 5a, 5b, which are partially attenuated by the filter inductances 6 and partially flow via the discharge paths 9a, 9b and the return line 9c to one of the end points of the series connections of the bridge circuit. These high-frequency components are superimposed on the actually desired sinusoidal output current of the bridge circuit 2.

Die Steuereinheit 10 ist mit zwei Stromsensoren 11a, 11b verbunden, die in den Ausgangsleitungen 5a, 5b zwischen der jeweiligen Filterinduktivität 6 und dem jeweiligen Verbindungspunkt der Ableitpfade 9a, 9b mit den Ausgangsleitungen 5a, 5b angeordnet sind. Die Stromsensoren 11a, 11b können verschiedene bekannte Bauformen aufweisen und beispielsweise Shunt-Widerstände oder Stromwandler mit oder ohne Ringkern umfassen.The control unit 10 is connected to two current sensors 11a, 11b, which are arranged in the output lines 5a, 5b between the respective filter inductance 6 and the respective connection point of the discharge paths 9a, 9b with the output lines 5a, 5b. The current sensors 11a, 11b can have various known designs and can include, for example, shunt resistors or current transformers with or without a toroidal core.

Die Steuereinheit 10 verarbeitet die Messsignale der Stromsensoren 11a, 11b sowohl hinsichtlich des netzfrequenten Anteils des Wechselstromes in den Ausgangsleitungen 5a, 5b, der insbesondere zur Regelung der Ausgangsleistung des Wechselrichters 1 verwendet wird, als auch hinsichtlich der hochfrequenten Anteile des Wechselstromes. Die hochfrequenten Anteile werden insbesondere hinsichtlich Störungen mit Frequenzen im Bereich zwischen der Netzfrequenz und der Taktfrequenz ausgewertet und im Rahmen einer Regelung dazu verwendet, diese Störungen durch geeignete Modifikation der Taktung der Halbleiterschalter der Brückenschaltung 2 zu minimieren.The control unit 10 processes the measurement signals of the current sensors 11a, 11b both with regard to the mains frequency component of the alternating current in the output lines 5a, 5b, which is used in particular to regulate the output power of the inverter 1, and with regard to the high-frequency components of the alternating current. The high-frequency components are evaluated in particular with regard to interference with frequencies in the range between the mains frequency and the clock frequency and are used as part of a control system to minimize these interferences by appropriately modifying the clocking of the semiconductor switches of the bridge circuit 2.

Der netzfrequente Anteil des Wechselstroms des Wechselrichters 1 fließt gegenläufig durch die Ausgangsleitungen 5a, 5b, wobei die netzfrequenten Anteile der Ströme in den Ausgangsleitungen 5a, 5b weitgehend identische Amplituden aufweisen, so dass zur Bestimmung des netzfrequenten Anteil des Wechselstroms einer der Stromsensoren 11a, 11b ausreichen würde. Zur korrekten Ermittlung der hochfrequenten Anteile des Wechselstromes ist es jedoch notwendig, die in den einzelnen Ausgangsleitungen 5a, 5b fließenden Ströme getrennt zu betrachten, da die hochfrequenten Anteile je nachdem, welcher der Halbleiterschalter der Brückenschaltung 2 zu einem Zeitpunkt getaktet wird, nur in der ersten Ausgangsleitung 5a oder nur in der zweiten Ausgangsleitung 5b und entsprechend nur über den jeweiligen Ableitpfad 9a bzw. 9b zum Endpunkt der Reihenschaltungen der Brückenschaltung 2 fließen. The mains frequency component of the alternating current of the inverter 1 flows in opposite directions through the output lines 5a, 5b, whereby the mains frequency components of the currents in the output lines 5a, 5b have largely identical amplitudes, so that one of the current sensors 11a, 11b would be sufficient to determine the mains frequency component of the alternating current. In order to correctly determine the high frequency components of the alternating current, however, it is necessary to consider the currents flowing in the individual output lines 5a, 5b separately, since the high frequency components flow only in the first output line 5a or only in the second output line 5b, depending on which of the semiconductor switches of the bridge circuit 2 is clocked at a time, and accordingly only via the respective discharge path 9a or 9b to the end point of the series circuits of the bridge circuit 2.

1b zeigt einen anderen bekannten Wechselrichter 1, der statt der zwei Stromsensoren 11a und 11b gemäß 1a nur einen Stromsensor 12 aufweist, der zwei Messstellen 13a, 13b überdeckt, die an denselben Positionen wie die Stromsensoren 11a, 11b gemäß 1a angeordnet sein können. Dabei sind die Ausgangsleitungen 5a, 5b derart durch den Stromsensor 12 geführt, dass der Stromsensor 12 die an den Messstellen 13a, 13b fließenden Ströme erfasst, und die Ausgangsleitungen 5a, 5b sind derart zum Stromsensor 12 orientiert, dass die Flussrichtungen des netzfrequenten Anteils des Wechselstroms in den Ausgangsleitungen 5a, 5b am Eingang des Stromsensors 12 identisch sind. Dadurch kann der Stromsensor 12 ein konstruktiv überlagertes Summensignal des netzfrequenten Anteils der Ströme an den Messstellen 13a und 13b erfassen und ein Messsignal ausgeben, das den netzfrequenten Anteil des Wechselstromes mit verdoppelter Amplitude repräsentiert. Zusätzlich misst und summiert der Stromsensor 12 gemäß 1b die hochfrequenten Anteile der Ströme in den Ausgangsleitungen 5a, 5b, so dass die hochfrequenten Anteile des Wechselstromes in jedem Fall in dem vom Stromsensor 12 ausgegebenen Messsignal repräsentiert sind, selbst wenn diese hochfrequenten Anteile nur in einer einzelnen der Ausgangsleitungen 5a, 5b fließen. 1b shows another known inverter 1, which instead of the two current sensors 11a and 11b according to 1a only one current sensor 12 covering two measuring points 13a, 13b which are located at the same positions as the current sensors 11a, 11b according to 1a The output lines 5a, 5b are guided through the current sensor 12 in such a way that the current sensor 12 detects the currents flowing at the measuring points 13a, 13b, and the output lines 5a, 5b are oriented to the current sensor 12 in such a way that the flow directions of the mains frequency portion of the alternating current in the output lines 5a, 5b at the input of the current sensor 12 are identical. As a result, the current sensor 12 can detect a structurally superimposed sum signal of the mains frequency portion of the currents at the measuring points 13a and 13b and output a measurement signal that represents the mains frequency portion of the alternating current with doubled amplitude. In addition, the current sensor 12 measures and sums according to 1b the high-frequency components of the currents in the output lines 5a, 5b, so that the high-frequency components of the alternating current are always represented in the measurement signal output by the current sensor 12, even if these high-frequency components only flow in a single one of the output lines 5a, 5b.

2a zeigt einen erfindungsgemäßen Wechselrichter 1 mit einem ersten Stromsensor 11b in der zweiten Ausgangsleitung 5b und einem zweiten Stromsensor 14 in der Rückleitung 9c. Der erste Stromsensor 11b erfasst den netzfrequenten Anteil des Wechselstroms sowie den hochfrequenten Anteil des Wechselstroms in der zweiten Ausgangsleitung 5b, in der er angeordnet ist. Der erste Stromsensor 11b kann allerdings keine hochfrequenten Anteile des Wechselstroms erfassen, die (ausschließlich) in der ersten Ausgangsleitung 5a fließen, in der er nicht angeordnet ist. Der zweite Stromsensor 14 erfasst diese hochfrequenten Anteile des Wechselstroms, da er in der Rückleitung 9c angeordnet ist, die über den ersten Ableitpfad 9a mit der ersten Ausgangsleitung 5a verbundenen ist. Somit werden die hochfrequenten Anteile des Wechselstroms in jedem Fall erfasst, entweder von dem ersten Stromsensor 11b als hochfrequenter Anteil im Strom in der zweiten Ausgangsleitung 5b oder von dem Stromsensor 14 als hochfrequente Anteile im Strom, der aus der ersten Ausgangsleitung 5a über den ersten Ableitpfad 9a und die Rückleitung 9c zur Zwischenkreiskapazität 3 fließt, oder von beiden Stromsensoren. 2a shows an inverter 1 according to the invention with a first current sensor 11b in the second output line 5b and a second current sensor 14 in the return line 9c. The first current sensor 11b detects the mains frequency component of the alternating current as well as the high frequency component of the alternating current in the second output line 5b in which it is arranged. However, the first current sensor 11b cannot detect high frequency components of the alternating current that flow (exclusively) in the first output line 5a in which it is not arranged. The second current sensor 14 detects these high frequency components of the alternating current because it is arranged in the return line 9c. net, which is connected to the first output line 5a via the first discharge path 9a. Thus, the high-frequency components of the alternating current are detected in each case, either by the first current sensor 11b as a high-frequency component in the current in the second output line 5b or by the current sensor 14 as high-frequency components in the current that flows from the first output line 5a via the first discharge path 9a and the return line 9c to the intermediate circuit capacitance 3, or by both current sensors.

Selbstverständlich kann der erste Stromsensor 11b statt in der zweiten Ausgangsleitung 5b alternativ in der ersten Ausgangsleitung 5a angeordnet sein. Die Aufteilung der Messungen der Anteile am Wechselstrom auf die Stromsensoren 11b und 14 ergibt sich dann analog zur obigen Beschreibung.Of course, the first current sensor 11b can alternatively be arranged in the first output line 5a instead of in the second output line 5b. The distribution of the measurements of the alternating current components between the current sensors 11b and 14 then results analogously to the above description.

Diese Ausführungsform weist gegenüber einem Wechselrichter gemäß 1a den Vorteil auf, dass der erste Stromsensor 11b und der auf die Messung hochfrequenter Anteile des Wechselstroms optimierter zweite Stromsensor 14 in Summe kompakter und günstiger ausführbar sind als zwei auf herkömmliche Weise in beiden Ausgangsleitungen 5a, 5b angeordnete Stromsensoren, die jeweils auf die gleichzeitige Messung des netzfrequenten und der hochfrequenten Anteile des Wechselstromes ausgelegt sein müssen. Auch der beide Ausgangsleitungen überdeckende Stromsensor 12 gemäß 1b ist vergleichsweise aufwändiger, da er auf die doppelte Amplitude des netzfrequenten Anteils und einen entsprechend höheren Dynamikumfang ausgelegt sein muss als der Stromsensor 11b gemäß 2a.This embodiment has advantages over an inverter according to 1a The advantage is that the first current sensor 11b and the second current sensor 14, which is optimized for measuring high-frequency components of the alternating current, are more compact and cheaper than two current sensors arranged in the conventional way in both output lines 5a, 5b, which must each be designed for the simultaneous measurement of the mains frequency and high-frequency components of the alternating current. The current sensor 12 covering both output lines according to 1b is comparatively more complex, since it must be designed for twice the amplitude of the mains frequency component and a correspondingly higher dynamic range than the current sensor 11b according to 2a .

2b zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters 1, bei der der zweite Stromsensor 14 im ersten Ableitpfad 9a angeordnet ist. In dieser Ausführungsform erfasst der erste Stromsensor 11b wie gehabt den netzfrequenten Anteil des Wechselstroms sowie die hochfrequenten Anteile des Wechselstromes, sofern diese (ausschließlich) durch die zweite Ausgangsleitung 5b fließen, in der der erste Stromsensor 11b angeordnet ist, während der zweite Stromsensor 14 die hochfrequenten Anteile des Wechselstromes erfasst, sofern diese (ausschließlich) durch die erste Ausgangsleitung 5a, den Ableitpfad 9a und die Rückleitung 9c zur Zwischenkreiskapazität 3 fließen. 2b shows an embodiment of the inverter 1 according to the invention, in which the second current sensor 14 is arranged in the first discharge path 9a. In this embodiment, the first current sensor 11b detects, as usual, the mains frequency component of the alternating current as well as the high frequency components of the alternating current, provided that these flow (exclusively) through the second output line 5b, in which the first current sensor 11b is arranged, while the second current sensor 14 detects the high frequency components of the alternating current, provided that these flow (exclusively) through the first output line 5a, the discharge path 9a and the return line 9c to the intermediate circuit capacitance 3.

Selbstverständlich können die Stromsensoren 11b, 14 alternativ in der jeweils anderen Leitung angeordnet sein, d.h. der Stromsensor 11b in der ersten Ausgangsleitung 5a und der Stromsensor 14 in dem mit zweiten Ausgangsleitung 5b verbundenen Ableitpfad 9b.Of course, the current sensors 11b, 14 can alternatively be arranged in the other line, i.e. the current sensor 11b in the first output line 5a and the current sensor 14 in the discharge path 9b connected to the second output line 5b.

Diese Ausführungsform weist gegenüber einem Wechselrichter gemäß 2a den weiteren Vorteil auf, dass die Stromsensoren 11b, 14 individuell platziert werden können und damit mehr Freiheitsgrade zur Optimierung der Strompfade existieren. Insbesondere kann die Rückleitung 9c entfallen und die Ableitpfade 9a, 9b können direkt mit dem Endpunkt der Reihenschaltungen verbunden werden.This embodiment has advantages over an inverter according to 2a The further advantage is that the current sensors 11b, 14 can be placed individually, thus providing more freedom to optimize the current paths. In particular, the return line 9c can be omitted and the discharge paths 9a, 9b can be connected directly to the end point of the series circuits.

3a zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters 1, der statt der Stromsensoren 11b und 14 gemäß 2a nur einen Stromsensor 15 aufweist, der zwei Messstellen 13b, 16c überdeckt, die an denselben Positionen wie die Stromsensoren 11b, 14 gemäß 2a angeordnet sein können, d.h. die Messstelle 13b in der zweiten Ausgangsleitung 5b und die Messstelle 16c in der Rückleitung 9c. Dabei sind die zweite Ausgangsleitung 5b und die Rückleitung 16c derart durch den Stromsensor 15 geführt, dass der Stromsensor 15 die an den Messstellen 13b, 16c fließenden Ströme erfasst. Dadurch kann der Stromsensor 15 ein überlagertes Summensignal der Ströme an den Messstellen 13b und 16c erfassen und ausgeben. Das Summensignal umfasst sowohl den netzfrequenten Anteil des Wechselstroms, der entlang der zweiten Ausgangsleitung 5b durch die Messstelle 13b fließt, als auch die hochfrequenten Anteile des Wechselstromes, die über die erste Ausgangsleitung 5a, den ersten Ableitpfad 9a und/oder den zweiten Ableitpfad 9b sowie die Rückleitung 9c zur Zwischenkreiskapazität 3 fließen. 3a shows an embodiment of the inverter 1 according to the invention, which instead of the current sensors 11b and 14 according to 2a only one current sensor 15 covering two measuring points 13b, 16c, which are located at the same positions as the current sensors 11b, 14 according to 2a can be arranged, ie the measuring point 13b in the second output line 5b and the measuring point 16c in the return line 9c. The second output line 5b and the return line 16c are guided through the current sensor 15 in such a way that the current sensor 15 detects the currents flowing at the measuring points 13b, 16c. The current sensor 15 can therefore detect and output a superimposed sum signal of the currents at the measuring points 13b and 16c. The sum signal includes both the mains frequency component of the alternating current that flows along the second output line 5b through the measuring point 13b, and the high frequency components of the alternating current that flow via the first output line 5a, the first discharge path 9a and/or the second discharge path 9b and the return line 9c to the intermediate circuit capacitance 3.

Selbstverständlich kann die vom Stromsensor 15 überdeckte Messstelle 13b statt in der zweiten Ausgangsleitung 5b alternativ in der ersten Ausgangsleitung 5a angeordnet sein. Das vom Stromsensor 15 erfasste und ausgegebene Summensignal setzt sich dann analog zur obigen Beschreibung zusammen.Of course, the measuring point 13b covered by the current sensor 15 can alternatively be arranged in the first output line 5a instead of in the second output line 5b. The total signal detected and output by the current sensor 15 is then composed analogously to the above description.

Diese Ausführungsform weist gegenüber einem Wechselrichter gemäß 2a den weiteren Vorteil auf, dass nur noch ein Stromsensor notwendig ist, wobei die Steuerung 10 ledigleich ein Messsignal erhält und zur Verwendung im Rahmen der Regelung des Wechselstromes auswertet.This embodiment has advantages over an inverter according to 2a The further advantage is that only one current sensor is required, whereby the controller 10 only receives one measurement signal and evaluates it for use in regulating the alternating current.

3b zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters 1, bei der der Stromsensor 15 neben der Messstelle 13b in der zweiten Ausgangsleitung 5b eine Messstelle 16a im ersten Ableitpfad 9a überdeckt. In dieser Ausführungsform erfasst der Stromsensor 15 ein überlagertes Summensignal, das sowohl den netzfrequenten Anteil des Wechselstroms umfasst, der entlang der zweiten Ausgangsleitung 5b durch die Messstelle 13b fließt, als auch die hochfrequenten Anteile des Wechselstromes, die über die erste Ausgangsleitung 5a, den ersten Ableitpfad 9a und die Rückleitung 9c zur Zwischenkreiskapazität 3 fließen. 3b shows an embodiment of the inverter 1 according to the invention, in which the current sensor 15 covers a measuring point 16a in the first discharge path 9a in addition to the measuring point 13b in the second output line 5b. In this embodiment, the current sensor 15 detects a superimposed sum signal which includes both the mains frequency component of the alternating current which flows along the second output line 5b through the measuring point 13b, and the high frequency components of the alternating current which flow via the first output line 5a, the first discharge path 9a and the return line 9c to the intermediate circuit capacitance 3.

Selbstverständlich können die vom Stromsensor 15 gemäß 3b überdeckten Messstellen 13b und 16a alternativ in der jeweils anderen Leitung angeordnet sein, d.h. die Messstelle 13b in der ersten Ausgangsleitung 5a und die Messstelle 16a in dem mit zweiten Ausgangsleitung 5b verbundenen Ableitpfad 9b.Of course, the current sensor 15 can be 3b covered measuring points 13b and 16a can alternatively be arranged in the other line, ie the measuring point 13b in the first output line 5a and the measuring point 16a in the discharge path 9b connected to the second output line 5b.

Diese Ausführungsform weist gegenüber einem Wechselrichter gemäß 3a den weiteren Vorteil auf, dass die Messstelle 16a gegebenenfalls besser als die Messstelle 16c erreichbar ist und eröffnet insbesondere die Möglichkeit, auf die Rückleitung 9c zu verzichten.This embodiment has advantages over an inverter according to 3a The further advantage is that the measuring point 16a may be easier to reach than the measuring point 16c and in particular offers the possibility of dispensing with the return line 9c.

4a zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters 1, der einen in der ersten Ausgangsleitung 5a angeordneten ersten Stromsensor 11a und einen zweiten Stromsensor 17 umfasst, wobei der zweite Stromsensor 17 zwei Teilsensoren 17a, 17b umfasst, die in den Ableitpfaden 9a bzw. 9b angeordnet sind. Die Teilsensoren 17a, 17b können dabei insbesondere Shuntwiderstände umfassen, wobei die über die Shuntwiderstände der Teilsensoren 17a, 17b abfallenden Spannungen insbesondere mittels eines Operationsverstärkers derart zusammengefasst werden können, dass der Stromsensor 17 ein Summen- oder Differenzsignal der in den Ableitpfaden 9a und 9b fließenden Ströme erfasst und ausgibt. Die Steuerung 10 empfängt somit Messsignale vom ersten Stromsensor 11a, in denen der in der Ausgangsleitung 5a fließende netzfrequente Anteil des Wechselstromes repräsentiert ist, sowie Messsignale vom Stromsensor 17, die die in den Ableitpfaden 9a und 9b fließenden hochfrequenten Anteile des Wechselstromes umfassen. 4a shows an embodiment of the inverter 1 according to the invention, which comprises a first current sensor 11a arranged in the first output line 5a and a second current sensor 17, wherein the second current sensor 17 comprises two sub-sensors 17a, 17b, which are arranged in the discharge paths 9a and 9b respectively. The sub-sensors 17a, 17b can in particular comprise shunt resistors, wherein the voltages dropping across the shunt resistors of the sub-sensors 17a, 17b can be combined in particular by means of an operational amplifier such that the current sensor 17 detects and outputs a sum or difference signal of the currents flowing in the discharge paths 9a and 9b. The controller 10 thus receives measurement signals from the first current sensor 11a, in which the mains frequency component of the alternating current flowing in the output line 5a is represented, as well as measurement signals from the current sensor 17, which include the high frequency components of the alternating current flowing in the discharge paths 9a and 9b.

Selbstverständlich kann der erste Stromsensor 11a anstatt in der ersten Ausgangsleitung 5a gemäß 4a alternativ in der zweiten Ausgangsleitung 5b angeordnet sein.Of course, the first current sensor 11a can be installed instead of in the first output line 5a according to 4a alternatively be arranged in the second output line 5b.

4b zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters 1, der statt des Shuntwiderstände umfassenden Stromsensors 17 gemäß 4a einen Stromsensor 18 umfasst, der zwei Messstellen 16a und 16b überdeckt, die in den Ableitpfaden 9a, 9b an denselben Positionen wie die Teilsensoren 17a, 17b des Stromsensors 17 gemäß 4a angeordnet sein können. Damit erfasst der Stromsensor 18 ein Summensignal der in den Ableitpfaden 9a und 9b fließenden Ströme, wobei dieses Summensignal in jedem Fall die in den Ausgangsleitungen 5a und 5b und damit in den Ableitpfaden 9a und 9b fließenden hochfrequenten Anteile des Wechselstromes repräsentiert. 4b shows an embodiment of the inverter 1 according to the invention, which instead of the current sensor 17 comprising shunt resistors according to 4a a current sensor 18 which covers two measuring points 16a and 16b which are arranged in the discharge paths 9a, 9b at the same positions as the partial sensors 17a, 17b of the current sensor 17 according to 4a can be arranged. The current sensor 18 thus detects a sum signal of the currents flowing in the discharge paths 9a and 9b, whereby this sum signal always represents the high-frequency components of the alternating current flowing in the output lines 5a and 5b and thus in the discharge paths 9a and 9b.

Selbstverständlich kann der erste Stromsensor 11a anstatt in der ersten Ausgangsleitung 5a gemäß 4a und 4b alternativ in der zweiten Ausgangsleitung 5b angeordnet sein.Of course, the first current sensor 11a can be installed instead of in the first output line 5a according to 4a and 4b alternatively be arranged in the second output line 5b.

Die Ausführungsformen gemäß 4a und 4b weisen gegenüber einem Wechselrichter gemäß 2a oder 2b den weiteren Vorteil auf, dass der Stromsensor 11a ausschließlich netzfrequente Anteile messen muss und daher einfacher aufgebaut sein, insbesondere indem ein wesentlich geringerer Dynamikbereich ausreichend ist.The embodiments according to 4a and 4b Compared to an inverter according to 2a or 2b The further advantage is that the current sensor 11a only has to measure mains frequency components and can therefore be constructed more simply, in particular because a much smaller dynamic range is sufficient.

4c zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters 1, bei der im Unterschied zur Ausführungsform gemäß 4b anstatt der Stromsensoren 11a und 18 ein Stromsensor 19 derart angeordnet ist, dass er drei Messstellen 13b, 16a und 16b überdeckt, wobei die Messstelle 13b in der zweiten Ausgangsleitung 5b an einer der Position des Stromsensors 11b gemäß 2b äquivalenten Position angeordnet ist; alternativ und der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt kann die Messstelle in der ersten Ausgangsleitung 5a an einer der Position des Stromsensors 11a gemäß 4b äquivalenten Position angeordnet sein. Dabei sind die Ausgangsleitung 5a bzw. 5b und die beiden Ableitpfade 9a, 9b derart durch den Stromsensor 19 geführt, dass der Stromsensor 19 die an den Messstellen 13b, 16a und 16b fließenden Ströme erfasst. Dadurch kann der Stromsensor 19 ein überlagertes Summensignal der Ströme an den Messstellen 13b, 16a und 16b erfassen und ausgeben. Dieses Summensignal umfasst sowohl den netzfrequenten Anteil des Wechselstromes, der entlang der ersten Ausgangsleitung 5a bzw. der zweiten Ausgangsleitung 5b durch die Messstelle 13b fließt, als auch die hochfrequenten Anteile des Wechselstromes, die durch die Ableitpfade 9a und 9b fließen. Die Steuerung 10 empfängt somit Messsignale vom Stromsensor 19, in denen sowohl der netzfrequente Anteil des Wechselstromes als auch die hochfrequenten Anteile des Wechselstromes repräsentiert sind. 4c shows an embodiment of the inverter 1 according to the invention, in which, in contrast to the embodiment according to 4b instead of the current sensors 11a and 18, a current sensor 19 is arranged such that it covers three measuring points 13b, 16a and 16b, the measuring point 13b in the second output line 5b being located at a position corresponding to the position of the current sensor 11b according to 2b equivalent position; alternatively and not shown for the sake of clarity, the measuring point in the first output line 5a can be arranged at a position corresponding to the position of the current sensor 11a according to 4b equivalent position. The output line 5a or 5b and the two discharge paths 9a, 9b are guided through the current sensor 19 in such a way that the current sensor 19 detects the currents flowing at the measuring points 13b, 16a and 16b. The current sensor 19 can thereby detect and output a superimposed sum signal of the currents at the measuring points 13b, 16a and 16b. This sum signal includes both the mains frequency component of the alternating current that flows along the first output line 5a or the second output line 5b through the measuring point 13b, and the high frequency components of the alternating current that flow through the discharge paths 9a and 9b. The controller 10 thus receives measurement signals from the current sensor 19, in which both the mains frequency component of the alternating current and the high frequency components of the alternating current are represented.

Diese Ausführungsform weist gegenüber einem Wechselrichter gemäß 3a den weiteren Vorteil auf, dass nur noch ein Stromsensor und somit nur eine Signalleitung an die Steuerung 10 vorhanden sein muss, wobei die Messstellen 16a und 16b besser erreichbar als die Messstelle 16c sind; grundsätzlich kann in dieser Ausführungsform auf die Rückleitung 9c verzichtet werden.This embodiment has advantages over an inverter according to 3a The further advantage is that only one current sensor and thus only one signal line to the controller 10 must be present, whereby the measuring points 16a and 16b are easier to reach than the measuring point 16c; in principle, the return line 9c can be dispensed with in this embodiment.

5a zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters 1, bei der ein erster Stromsensor 20 in der ersten Ausgangsleitung 5a (nicht dargestellt) oder alternativ in der zweiten Ausgangsleitung 5b an einer Position angeordnet ist, die abweichend zur Ausführungsform gemäß 4b auf einer der Brückenschaltung 2 abgewandten Seite eines Verbindungspunktes der Ausgangsleitung 5a bzw. 5b mit dem zugehörigen Ableitpfad 9a bzw. 9b liegt. An dieser Position in der Ausgangsleitung 5a bzw. 5b fließt weitgehend ausschließlich der netzfrequente Anteil des Wechselstromes, da die hochfrequenten Anteile des Wechselstromes über die Ableitpfade 9a, 9b und die Rückleitung 9c abfließen, bevor sie die Position des Stromsensors 20 erreichen. Zusätzlich umfasst der Wechselrichter 1 gemäß 5a einen schon in Zusammenhang mit der 4a beschriebenen Stromsensor 17, der mittels der Shuntwiderstände umfassenden Teilsensoren 17a, 17b und eines Operationsverstärkers ein Summensignal der in den Ableitpfaden 9a und 9b fließenden Ströme erfasst und ausgibt. Die Steuerung 10 empfängt somit Messsignale vom ersten Stromsensor 20, in denen der in der Ausgangsleitung 5a bzw. 5b fließende netzfrequente Anteil des Wechselstromes repräsentiert ist, sowie Messsignale vom Stromsensor 17, die die in den Ausgangsleitungen 5a, 5b und damit in den Ableitpfaden 9a und 9b fließenden hochfrequenten Anteile des Wechselstromes umfassen. 5a shows an embodiment of the inverter 1 according to the invention, in which a first current sensor 20 is arranged in the first output line 5a (not shown) or alternatively in the second output line 5b at a position which differs from the embodiment according to 4b on a side facing away from bridge circuit 2 a connection point of the output line 5a or 5b with the associated discharge path 9a or 9b. At this position in the output line 5a or 5b, the mains frequency portion of the alternating current flows largely exclusively, since the high frequency portions of the alternating current flow via the discharge paths 9a, 9b and the return line 9c before they reach the position of the current sensor 20. In addition, the inverter 1 comprises according to 5a one already in connection with the 4a described current sensor 17, which detects and outputs a sum signal of the currents flowing in the discharge paths 9a and 9b by means of the partial sensors 17a, 17b comprising shunt resistors and an operational amplifier. The controller 10 thus receives measurement signals from the first current sensor 20, in which the mains frequency component of the alternating current flowing in the output line 5a or 5b is represented, as well as measurement signals from the current sensor 17, which include the high frequency components of the alternating current flowing in the output lines 5a, 5b and thus in the discharge paths 9a and 9b.

Alternativ zum Stromsensor 17 in den Ableitpfaden 9a, 9b kann ein Stromsensor 14 in der Rückleitung 9c angeordnet sein, um die in den Ausgangsleitungen 5a, 5b und damit in den Ableitpfaden 9a und 9b fließenden hochfrequenten Anteile des Wechselstromes zu erfassen.As an alternative to the current sensor 17 in the discharge paths 9a, 9b, a current sensor 14 can be arranged in the return line 9c in order to detect the high-frequency components of the alternating current flowing in the output lines 5a, 5b and thus in the discharge paths 9a and 9b.

Diese Ausführungsform weist gegenüber einem Wechselrichter gemäß 4a den weiteren Vorteil auf, dass die Strompfade für die hochfrequenten Anteile, die über die Ausgangsleitungen 5a, 5b, die Ableitpfade 9a, 9b und ggf. die Rückleitung 9c umfassende Schleifen fließen, insbesondere zur Optimierung der elektromagnetischen Verträglichkeit minimiert werden können, ohne dass ein Stromsensor für den netzfrequenten Anteil innerhalb dieser Schleifen angeordnet werden muss. Darüber hinaus ist der jeweilige Teil der Ausgangsleitungen 5a, 5b, der jeweils auf einer der Brückenschaltung 2 abgewandten Seite des Verbindungspunktes mit dem jeweils zugehörigen Ableitpfad 9a bzw. 9b liegt, besser erreichbar als eine Position innerhalb der besagten Schleifen.This embodiment has advantages over an inverter according to 4a the further advantage that the current paths for the high-frequency components that flow via the loops comprising the output lines 5a, 5b, the discharge paths 9a, 9b and possibly the return line 9c can be minimized, in particular to optimize electromagnetic compatibility, without a current sensor for the mains frequency component having to be arranged within these loops. In addition, the respective part of the output lines 5a, 5b, which is located on a side of the connection point facing away from the bridge circuit 2 with the respective associated discharge path 9a or 9b, is easier to reach than a position within the said loops.

5b zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters 1, bei der im Unterschied zur Ausführungsform gemäß 5a anstatt der Stromsensoren 20 und 17 ein Stromsensor 22 derart angeordnet ist, dass er drei Messstellen 21, 16a und 16b überdeckt, wobei die Messstelle 21 in der zweiten Ausgangsleitung 5b an derselben Position wie der Stromsensor 20 gemäß 4b angeordnet sein kann, d.h. die Messstelle 21 des Stromsensors 22 befindet sich auf einer der Brückenschaltung 2 abgewandten Seite des Verbindungspunktes der zweiten Ausgangsleitung 5b mit dem zweiten Ableitpfad 9b. Dabei sind die zweite Ausgangsleitung 5b und die beiden Ableitpfade 9a und 9b derart durch den Stromsensor 22 geführt, dass der Stromsensor 22 die an den Messstellen 21, 16a und 16b fließenden Ströme erfasst. Dadurch kann der Stromsensor 22 ein überlagertes Summensignal der Ströme an den Messstellen 21, 16a und 16b erfassen und ausgeben. Dieses Summensignal umfasst den netzfrequenten Anteil des Wechselstromes, der entlang der zweiten Ausgangsleitung 5b durch die Messstelle 21 fließt, und die hochfrequenten Anteile des Wechselstromes, die entlang der Ableitpfade 9a und 9b durch die Messstellen 16a und 16b fließen. Die Steuerung 10 empfängt somit Messsignale vom Stromsensor 22, in denen sowohl der netzfrequente Anteil des Wechselstromes als auch die hochfrequenten Anteile des Wechselstromes repräsentiert sind. 5b shows an embodiment of the inverter 1 according to the invention, in which, in contrast to the embodiment according to 5a instead of the current sensors 20 and 17, a current sensor 22 is arranged such that it covers three measuring points 21, 16a and 16b, the measuring point 21 in the second output line 5b being at the same position as the current sensor 20 according to 4b can be arranged, ie the measuring point 21 of the current sensor 22 is located on a side of the connection point of the second output line 5b with the second discharge path 9b facing away from the bridge circuit 2. The second output line 5b and the two discharge paths 9a and 9b are guided through the current sensor 22 in such a way that the current sensor 22 detects the currents flowing at the measuring points 21, 16a and 16b. The current sensor 22 can therefore detect and output a superimposed sum signal of the currents at the measuring points 21, 16a and 16b. This sum signal includes the mains frequency component of the alternating current that flows along the second output line 5b through the measuring point 21 and the high frequency components of the alternating current that flow along the discharge paths 9a and 9b through the measuring points 16a and 16b. The controller 10 thus receives measurement signals from the current sensor 22, in which both the mains frequency component of the alternating current and the high frequency components of the alternating current are represented.

Selbstverständlich kann die Messstelle 21 statt in der zweiten Ausgangsleitung 5b alternativ in der ersten Ausgangsleitung 5a angeordnet sein.Of course, the measuring point 21 can alternatively be arranged in the first output line 5a instead of in the second output line 5b.

Diese Ausführungsform weist gegenüber einem Wechselrichter gemäß 5a den weiteren Vorteil auf, dass nur noch ein Stromsensor und somit nur eine Signalleitung an die Steuereinheit 10 benötigt wird. Darüber hinaus ist die Messstelle 21 besser erreichbar als die Messstelle 13b gemäß 3 oder 4c, insbesondere wenn die oben erwähnten Strompfade der hochfrequenten Anteile räumlich optimiert wurden.This embodiment has advantages over an inverter according to 5a The further advantage is that only one current sensor and thus only one signal line to the control unit 10 is required. In addition, the measuring point 21 is easier to reach than the measuring point 13b according to 3 or 4c , especially if the above-mentioned current paths of the high-frequency components have been spatially optimized.

5c zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters 1, der einen Stromsensor 23 aufweist, wobei der Stromsensor 23 zwei Messstellen 21 und 16c überdeckt. Die Messstelle 21 ist wie in 5b in der zweiten Ausgangsleitung 5b auf einer der Brückenschaltung 2 abgewandten Seite des Verbindungspunktes der zweiten Ausgangsleitung 5b mit dem zweiten Ableitpfad 9b angeordnet, während die Messstelle 16c in der Rückleitung 9c angeordnet ist. Dabei sind die zweite Ausgangsleitung 5b und die Rückleitung 16c derart durch den Stromsensor 23 geführt, dass der Stromsensor 23 die an den Messstellen 21 und 16c fließenden Ströme erfasst, und der Stromsensor kann ein überlagertes Summensignal der Ströme an den Messstellen 21 und 16c erfassen und ausgeben. Das Summensignal umfasst sowohl den netzfrequenten Anteil des Wechselstroms, der entlang der zweiten Ausgangsleitung 5b durch die Messstelle 21 fließt, als auch die hochfrequenten Anteile des Wechselstromes, die über die Ausgangsleitungen 5a, 5b, die Ableitpfade 9a, 9b sowie die Rückleitung 9c zur Zwischenkreiskapazität 3 fließen. 5c shows an embodiment of the inverter 1 according to the invention, which has a current sensor 23, wherein the current sensor 23 covers two measuring points 21 and 16c. The measuring point 21 is as in 5b in the second output line 5b on a side of the connection point of the second output line 5b with the second discharge path 9b facing away from the bridge circuit 2, while the measuring point 16c is arranged in the return line 9c. The second output line 5b and the return line 16c are guided through the current sensor 23 in such a way that the current sensor 23 detects the currents flowing at the measuring points 21 and 16c, and the current sensor can detect and output a superimposed sum signal of the currents at the measuring points 21 and 16c. The sum signal includes both the mains frequency component of the alternating current that flows along the second output line 5b through the measuring point 21, and the high frequency components of the alternating current that flow via the output lines 5a, 5b, the discharge paths 9a, 9b and the return line 9c to the intermediate circuit capacitance 3.

Selbstverständlich kann die vom Stromsensor 23 überdeckte Messstelle 21 statt in der zweiten Ausgangsleitung 5b alternativ in der ersten Ausgangsleitung 5a auf einer der Brückenschaltung 2 abgewandten Seite des Verbindungspunktes der ersten Ausgangsleitung 5a mit dem ersten Ableitpfad 9a angeordnet sein.Of course, the measuring point 21 covered by the current sensor 23 can alternatively be located in the first output line 5b instead of in the second output line 5b. output line 5a may be arranged on a side of the connection point of the first output line 5a with the first discharge path 9a facing away from the bridge circuit 2.

In dieser Ausführungsform ist die Messstelle 21 besser erreichbar als die Messstelle 13b gemäß 3 oder 4c, insbesondere wenn die oben erwähnten Strompfade der hochfrequenten Anteile räumlich optimiert wurden.In this embodiment, the measuring point 21 is easier to reach than the measuring point 13b according to 3 or 4c , especially if the above-mentioned current paths of the high-frequency components have been spatially optimized.

Selbstverständlich können die Teilsensoren 17a und 17b des Stromsensors 17 gemäß 4a und 5a alternativ als zwei eigenständige Stromsensoren ausgeführt sein und ihre Messwerte separat an die Steuereinheit 10 übermitteln.Of course, the partial sensors 17a and 17b of the current sensor 17 can be arranged according to 4a and 5a Alternatively, they can be designed as two independent current sensors and transmit their measured values separately to the control unit 10.

Die Ausführungsformen gemäß 2a, 2b, 4a, 5a weisen den gemeinsamen weiteren Vorteil auf, dass der Stromsensor 14 bzw. die Teilsensoren 17a, 17b als Shuntwiderstände und damit wesentlich einfacher und kostengünstiger als magnetische Stromwandler ausgeführt sein können.The embodiments according to 2a , 2b , 4a , 5a have the further common advantage that the current sensor 14 or the partial sensors 17a, 17b can be designed as shunt resistors and thus much simpler and more cost-effective than magnetic current transformers.

Bezugszeichenlistelist of reference symbols

11
Wechselrichterinverter
22
Brückenschaltungbridge circuit
33
Zwischenkreiskapazitätintermediate circuit capacitance
44
GleichstromanschlussDC connection
55
WechselstromanschlussAC power connection
5a, 5b5a, 5b
Ausgangsleitungenoutput lines
66
Filterinduktivitätfilter inductance
77
Ausgangsfilteroutput filter
88
Filterkapazitätfilter capacity
9a, 9b9a, 9b
Ableitpfadedischarge paths
9c9c
Rückleitungreturn line
1010
Steuereinheitcontrol unit
11a, 11b11a, 11b
Stromsensorencurrent sensors
1212
Stromsensorcurrent sensor
13a, 13b13a, 13b
Messstellenmeasuring points
14, 1514, 15
Stromsensorencurrent sensors
16a, 16b, 16c16a, 16b, 16c
Messstellenmeasuring points
1717
Stromsensorcurrent sensor
17a, 17b17a, 17b
Teilsensorenpartial sensors
18, 19, 2018, 19, 20
Stromsensorencurrent sensors
2121
Messstellemeasuring point
22, 2322, 23
Stromsensorcurrent sensor

Claims (17)

Wechselrichter (1) mit einer Brückenschaltung (2), die zwei Halbbrücken mit jeweils zwei in Reihe geschalteten Halbleiterschaltern aufweist, wobei die Endpunkte der Reihenschaltungen jeweils mit Gleichstromanschlüssen (4) einer eingangsseitigen Zwischenkreiskapazität (3) und die Mittelpunkte der Reihenschaltungen mit Ausgangsleitungen (5a, 5b) zur Verbindung mit einem Wechselspannungsnetz verbunden sind, wobei die Ausgangsleitungen (5a, 5b) jeweils über einen eine Filterkapazität (8) umfassenden Ableitpfad (9a, 9b) mit einem der Endpunkte der Reihenschaltung verbunden sind, und wobei der Wechselrichter (1) eine Steuereinheit (10) aufweist, die dazu eingerichtet ist, eine getaktete Ansteuerung der Halbleiterschalter der Brückenschaltung (2) in Abhängigkeit von einem ausgangsseitig der Brückenschaltung (2) gemessenen Wechselstrom zu erzeugen, wobei die Steuereinheit (10) mit mindestens einem ausgangsseitig der Brückenschaltung (2) angeordneten Stromsensor (11a, 11b, 12, 14, 15, 17, 18, 19, 20, 22, 23) zur Messung des Wechselstroms verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der ausgangsseitig der Brückenschaltung (2) gemessene Wechselstrom an mindestens zwei Messstellen (13a, 13b, 16a, 16b, 16c, 21) erfasst wird, wobei eine erste Messstelle (13a, 13b, 21) in einer der Ausgangsleitungen (5a, 5b) und eine zweite Messstelle (16a, 16b, 16c) in einem der Ableitpfade (9a, 9b) oder in einer gemeinsamen Rückleitung (9c) zu dem Endpunkt der Reihenschaltung angeordnet ist, wobei in nur einer der Ausgangsleitungen (5a, 5b) eine Messstelle (13a, 13b, 21) zur Messung eines netzfrequenten Anteils des Wechselstroms angeordnet ist, während die andere Ausgangsleitung (5a, 5b) frei von Messstellen (13a, 13b, 21) zur Messung des Wechselstroms ist.Inverter (1) with a bridge circuit (2) which has two half-bridges, each with two semiconductor switches connected in series, wherein the end points of the series circuits are each connected to direct current connections (4) of an input-side intermediate circuit capacitance (3) and the center points of the series circuits are connected to output lines (5a, 5b) for connection to an alternating voltage network, wherein the output lines (5a, 5b) are each connected to one of the end points of the series circuit via a discharge path (9a, 9b) comprising a filter capacitance (8), and wherein the inverter (1) has a control unit (10) which is designed to generate a clocked control of the semiconductor switches of the bridge circuit (2) depending on an alternating current measured on the output side of the bridge circuit (2), wherein the control unit (10) is connected to at least one current sensor (11a, 11b, 12, 14, 15, 17, 18, 19, 20, 22, 23) for measuring the alternating current, characterized in that the alternating current measured on the output side of the bridge circuit (2) is detected at at least two measuring points (13a, 13b, 16a, 16b, 16c, 21), wherein a first measuring point (13a, 13b, 21) is arranged in one of the output lines (5a, 5b) and a second measuring point (16a, 16b, 16c) is arranged in one of the discharge paths (9a, 9b) or in a common return line (9c) to the end point of the series connection, wherein a measuring point (13a, 13b, 21) for measuring a mains frequency portion of the alternating current is arranged in only one of the output lines (5a, 5b), while the other output line (5a, 5b) is free of measuring points (13a, 13b, 21) for measuring alternating current. Wechselrichter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Messstelle (13a, 13b) in einer der Ausgangsleitungen (5a, 5b) und die zweite Messstelle (16b, 16a) in dem mit der anderen Ausgangsleitung (5b, 5a) verbundenen Ableitpfad (9b, 9a) angeordnet sind.Inverter (1) after claim 1 , characterized in that the first measuring point (13a, 13b) is arranged in one of the output lines (5a, 5b) and the second measuring point (16b, 16a) is arranged in the discharge path (9b, 9a) connected to the other output line (5b, 5a). Wechselrichter (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromsensor (15, 19, 22, 23) dazu eingerichtet ist, ein überlagertes Summensignal der an der ersten Messstelle (13a, 13b, 21) und der an der zweiten Messstelle (16a, 16b, 16c) fließenden Ströme zu erfassen.Inverter (1) after claim 1 or 2 , characterized in that the current sensor (15, 19, 22, 23) is designed to detect a superimposed sum signal of the currents flowing at the first measuring point (13a, 13b, 21) and at the second measuring point (16a, 16b, 16c). Wechselrichter (1) nach einem der Ansprühe 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromsensor (19, 22) dazu eingerichtet ist, eine Kombination von Messwerten der an der ersten Messstelle (13a, 13b, 21), an der zweiten Messstelle (16a, 16b) und an einer dritten Messstelle (16b, 16a) fließenden Ströme zu erfassen, wobei die zweite Messstelle (16a, 16b) in einem der Ableitpfade (9a, 9b) und die dritte Messstelle (16b, 16a) in dem anderen Ableitpfad (9b, 9a) angeordnet sind.Inverter (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the current sensor (19, 22) is designed to detect a combination of measured values of the currents flowing at the first measuring point (13a, 13b, 21), at the second measuring point (16a, 16b) and at a third measuring point (16b, 16a), wherein the second measuring point (16a, 16b) is arranged in one of the discharge paths (9a, 9b) and the third measuring point (16b, 16a) is arranged in the other discharge path (9b, 9a). Wechselrichter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (1) einen ersten Stromsensor (11a, 11b, 20) und einen zweiten Stromsensor (14, 17, 18) umfasst, wobei der erste Stromsensor (11a, 11b, 20) einen an der ersten Messstelle (13a, 13b, 21) fließenden Strom und der zweite Stromsensor (14, 17, 18) einen an der zweiten Messstelle (16a, 16b, 16c) fließenden Strom erfasst.Inverter (1) after claim 1 , characterized in that the inverter (1) comprises a first current sensor (11a, 11b, 20) and a second current sensor (14, 17, 18), wherein the first current sensor (11a, 11b, 20) detects a current flowing at the first measuring point (13a, 13b, 21) and the second current sensor (14, 17, 18) detects a current flowing at the second measuring point (16a, 16b, 16c). Wechselrichter (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Stromsensor (17, 18) dazu eingerichtet ist, ein überlagertes Summensignal der an der zweiten Messstelle (16a, 16b) und an einer dritten Messstelle (16b, 16a) fließenden Ströme zu erfassen, wobei die zweite Messstelle (16a, 16b) in einem der Ableitpfade (9a, 9b) und die dritte Messstelle (16b, 16a) in dem anderen Ableitpfad (9b, 9a) angeordnet sind.Inverter (1) after claim 4 or 5 , characterized in that the second current sensor (17, 18) is designed to detect a superimposed sum signal of the currents flowing at the second measuring point (16a, 16b) and at a third measuring point (16b, 16a), wherein the second measuring point (16a, 16b) is arranged in one of the discharge paths (9a, 9b) and the third measuring point (16b, 16a) is arranged in the other discharge path (9b, 9a). Wechselrichter (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromsensor (15, 19, 22, 23) bzw. die Stromsensoren (11a, 11b, 14, 18, 20) als magnetische Stromwandler ausgeführt sind.Inverter (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the current sensor (15, 19, 22, 23) or the current sensors (11a, 11b, 14, 18, 20) are designed as magnetic current transformers. Wechselrichter (1) nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Stromsensor (14, 17) einen Shuntwiderstand zur Strommessung umfasst.Inverter (1) according to one of the Claims 5 and 6 , characterized in that the second current sensor (14, 17) comprises a shunt resistor for current measurement. Wechselrichter (1) nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass in beiden Ableitpfaden (9a, 9b) jeweils ein Shuntwiderstand angeordnet ist, wobei die Shunts jeweils zwischen der gemeinsamen Rückleitung (9c) sowie der jeweiligen Filterkapazität (8) angeordnet sind und Spannungen an kapazitätsseitigen Anschlüssen der Shuntwiderstände mittels eines Differenzverstärkers zu einem Ausgangssignal des zweiten Stromsensors (17) zusammengefasst werden.Inverter (1) after claim 8 characterized in that a shunt resistor is arranged in each of the two discharge paths (9a, 9b), the shunts being arranged between the common return line (9c) and the respective filter capacitance (8), and voltages at capacitance-side terminals of the shunt resistors being combined by means of a differential amplifier to form an output signal of the second current sensor (17). Wechselrichter (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Messstelle (21) an einer Position in einer der Ausgangsleitungen (5a, 5b) angeordnet ist, die auf einer der Brückenschaltung (2) abgewandten Seite der Verbindung des jeweiligen Ableitpfades (9a, 9b) mit dieser Ausgangsleitung (5a, 5b) angeordnet ist.Inverter (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first measuring point (21) is arranged at a position in one of the output lines (5a, 5b) which is arranged on a side of the connection of the respective discharge path (9a, 9b) to this output line (5a, 5b) facing away from the bridge circuit (2). Verfahren zum Betrieb eines Wechselrichters (1) gemäß Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterschalter der Brückenschaltung (2) mittels einer unipolaren Taktung angesteuert werden, wobei der ausgangsseitig der Brückenschaltung (2) fließende Wechselstrom an mindestens zwei Messstellen (13a, 13b, 16a, 16b, 16c, 21) erfasst wird, wobei eine erste Messstelle (13a, 13b, 21) in einer der Ausgangsleitungen (5a, 5b) und eine zweite Messstelle (16a, 16b, 16c) in einem der Ableitpfade (9a, 9b) oder in der Rückleitung (9c) angeordnet ist, wobei in nur einer der Ausgangsleitungen (5a, 5b) eine Messstelle (13a, 13b, 21) angeordnet ist, während die andere Ausgangsleitung (5a, 5b) frei von Messstellen (13a, 13b, 21) zur Messung des Wechselstroms ist.Method for operating an inverter (1) according to the generic term of claim 1 , characterized in that the semiconductor switches of the bridge circuit (2) are controlled by means of a unipolar clock, wherein the alternating current flowing on the output side of the bridge circuit (2) is detected at at least two measuring points (13a, 13b, 16a, 16b, 16c, 21), wherein a first measuring point (13a, 13b, 21) is arranged in one of the output lines (5a, 5b) and a second measuring point (16a, 16b, 16c) is arranged in one of the discharge paths (9a, 9b) or in the return line (9c), wherein a measuring point (13a, 13b, 21) is arranged in only one of the output lines (5a, 5b), while the other output line (5a, 5b) is free of measuring points (13a, 13b, 21) for measuring the alternating current. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten Messstelle (13a, 13b, 21) ein netzfrequenter Anteil des Wechselstromes und an der zweiten Messstelle (16a, 16b, 16c) hochfrequente Anteile des Wechselstromes gemessen werden.procedure according to claim 11 , characterized in that a mains frequency component of the alternating current is measured at the first measuring point (13a, 13b, 21) and high frequency components of the alternating current are measured at the second measuring point (16a, 16b, 16c). Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die an der ersten Messstelle (13a, 13b, 21) und die an der zweiten Messstelle (16a, 16b, 16c) erfassten Messwerte separat an die Steuerung (10) übertragen werden.procedure according to claim 11 or 12 , characterized in that the measured values recorded at the first measuring point (13a, 13b, 21) and those at the second measuring point (16a, 16b, 16c) are transmitted separately to the controller (10). Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die an der ersten Messstelle (13a, 13b) erfassten Messwerte den netzfrequenten Anteil des Wechselstromes und hochfrequente Anteile des Wechselstromes in einer Halbwelle des Wechselstromes umfassen, und dass die an der zweiten Messstelle (16a, 16b, 16c) erfassten Messwerte hochfrequente Anteile des Wechselstromes in der anderen Halbwelle des Wechselstromes umfassen.Method according to one of the Claims 11 until 13 , characterized in that the measured values recorded at the first measuring point (13a, 13b) comprise the mains frequency component of the alternating current and high-frequency components of the alternating current in one half-wave of the alternating current, and that the measured values recorded at the second measuring point (16a, 16b, 16c) comprise high-frequency components of the alternating current in the other half-wave of the alternating current. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die an der ersten Messstelle (21) erfassten Messwerte ausschließlich den netzfrequenten Anteil des Wechselstromes umfassen, indem die erste Messstelle (21) an einer Position in einer der Ausgangsleitungen (5a, 5b) angeordnet ist, die auf einer der Brückenschaltung (2) abgewandten Seite der Verbindung des jeweiligen Ableitpfades (9a, 9b) mit dieser Ausgangsleitung (5a, 5b) liegt, und dass die an der zweiten Messstelle (16c) erfassten Messwerte in beiden Halbwellen des Wechselstromes hochfrequente Anteile des Wechselstromes umfassen.Method according to one of the Claims 11 until 13 , characterized in that the measured values recorded at the first measuring point (21) exclusively comprise the mains frequency component of the alternating current, in that the first measuring point (21) is arranged at a position in one of the output lines (5a, 5b) which is located on a side of the connection of the respective discharge path (9a, 9b) to this output line (5a, 5b) facing away from the bridge circuit (2), and in that the measured values recorded at the second measuring point (16c) comprise high-frequency components of the alternating current in both half-waves of the alternating current. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die an der ersten Messstelle (21) von einem ersten Stromsensor (20) erfassten Messwerte ausschließlich den netzfrequenten Anteil des Wechselstromes umfassen, indem die erste Messstelle (21) an einer Position in einer der Ausgangsleitungen (5a, 5b) angeordnet ist, die auf einer der Brückenschaltung (2) abgewandten Seite der Verbindung des jeweiligen Ableitpfades (9a, 9b) mit dieser Ausgangsleitung (5a, 5b) liegt, und dass ein zweiter Stromsensor (14, 17, 18) die über die Ableitpfade (9a, 9b) fließenden hochfrequenten Anteile des Wechselstromes erfasst und an die Steuerung (10) überträgt.Method according to one of the Claims 11 until 13 , characterized in that the measured values recorded at the first measuring point (21) by a first current sensor (20) comprise exclusively the mains frequency component of the alternating current, in that the first measuring point (21) is arranged at a position in one of the output lines (5a, 5b) which is on a side facing away from the bridge circuit (2) of the connection of the respective discharge path (9a, 9b) to this output line (5a, 5b), and that a second current sensor (14, 17, 18) detects the high-frequency components of the alternating current flowing via the discharge paths (9a, 9b) and transmits them to the control (10). Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die an der ersten Messstelle (13a, 13b, 21), an der zweiten Messstelle (16a, 16b, 16c) und ggf. an der dritten Messstelle (16b, 16a) fließenden Ströme mittels eines gemeinsamen Stromsensors (15, 19, 22, 23) erfasst und als überlagertes Summensignal an die Steuerung (10) übertragen werden.procedure according to claim 11 or 12 , characterized in that the currents flowing at the first measuring point (13a, 13b, 21), at the second measuring point (16a, 16b, 16c) and optionally at the third measuring point (16b, 16a) are detected by means of a common current sensor (15, 19, 22, 23) and transmitted to the controller (10) as a superimposed sum signal.
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